694523581机电一体化毕业设计（论文）零件的数控加工工艺及编程.doc

《694523581机电一体化毕业设计（论文）零件的数控加工工艺及编程.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《694523581机电一体化毕业设计（论文）零件的数控加工工艺及编程.doc（45页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、xx职业技术学院毕业设计（论文）专题名称 零件的数控加工工艺及编程 系 别 机电工程系专 业 机电一体化 班 级 机电083 姓 名 姜磐磐 指导教师 王谦 二00年6月1日目 录关于手工编程的意义和作用1一、毕业设计目的2二、设计内容与要求2三、设计步骤2四、毕业设计工作进度表4五、数控机床的介绍4数控编程设计课题21课题1数控铣削编程铣凸轮211.凸轮图样212.加工工艺213.加工程序28课题2数控铣削编程铣型腔板311.型腔板图样312.加工工艺313.加工程序37课题3数控车削编程车螺纹轴411、工艺分析：412、编程方法分析：423、加工程序43课题4数控车削编程车圆头轴451、工

2、艺分析：452、编程方法分析：463、加工程序47参考文献49后记50关于手工编程的意义和作用XXX083机电一体化摘 要本设计是针对零件的数控加工工艺制定及程序编制（手工编程），通过几个典型车削和铣削零件的数控加工工艺制定及程序编制，能够较为熟练地掌握手工编程的一般步骤，尤其是工序卡片的填写、刀具清单的填写、加工路线图的填写、数控编程时基点坐标的计算（捕捉）、文档的图文混排等，锻炼和培养自己的文献搜索能力、数控程序编制能力、数控机床的操作能力、计算机操作能力等。本文用手工编程的方法设计了几种图形的加工程序，分析了它们的加工工艺及几种常用的编程代码。手工编程对于初学数控技术的人来说是一门必需要

3、掌握的知识，它可以让我们对数控技术有更加深入的了解，可以拓宽我们的思维方式，所以手工编程这门学问是我们学数控技术的人一定要掌握的。关键词数控 车削 铣削 加工工艺 手工编程 卡片 基点坐标一、毕业设计目的毕业设计是学生在学校期间的最后一个教学环节，是考核学生的基础理论与专业知识、技术水平以及实际应用能力和文字、语言表达能力，是综合运用所学理论技能知识与生产实践相结合能力的重要依据，是培养和提高学生综合应用能力的重要环节。学生必须运用所学理论知识和技能知识，并结合生产实践按要求完成“毕业设计任务书”所规定的全部内容。二、设计内容与要求本设计的内容及要求如下：1、 自行设计数控轴类和盘类零件的编程

4、；2、 利用CAD/CAM软件或CAD软件绘制该些零部件三维实体图；3、 设计该产品的加工工艺流程，并填写加工工艺过程卡片；要求必须用到数控铣的加工方式；4、 利用CAD/CAM软件（或手工编程）生成加工该产品的NC代码程序；5、 利用学院现有数控加工设备加工该产品，加工精度按要求执行；6、 记录和总结整个设计过程，编写毕业设计（论文）说明书，要求不少于10000字；三、设计步骤1、 确定设计产品和设计题目。A、 应先对一些机械加工企业或机械产品市场进行调查了解，同时注意观察身边的一些精巧用品，扩大视野范围，为确定设计目标奠定基础。B、 确定为设计目标的产品必须经数控车削或数控铣削加工方式。C

5、、 考虑学院的设备条件和加工条件确定设计产品；D、 可在原产品基础上根据实用性和功能性进行一定的结构改进；2、 计算机绘制产品的零部件图选择一种熟悉的CAD/CAM软件或CAD软件绘制该产品的各零部件三维实体图。图中应详尽的标出各结构部分的尺寸、精度公差。如有需要，可以采用二维图表示尺寸和精度。3、 工艺设计设计该产品的加工方案和工艺流程，并确定每一道工序的加工机床类型；工、夹、量具等工具设备；以及走刀路径、切削速度、加工余量、主轴转速和切削液等加工参数，同时填写加工工序过程卡片。注意数控机床类型和工、夹、量具等工具设备应与学院的设备型号相一致。4、 生成NC代码程序在此提倡采用自动编程方式生

6、成零件的NC代码程序（形状简单的平面类零件可以采用手工编程方式），步骤如下：A、 将绘制好的产品零部件图输出到某一CAD/CAM软件环境中（若直接在该软件中绘图则可以省略此步）；B、 按照已确定好的加工方式和加工参数进行设置，生成加工刀具路径；C、 选用合适的后置处理器，生成加工该零件的NC代码。若没有与现有数控系统格式相同的后置处理器，则需选用相近的后置处理器，并对生成的NC代码进行一定的修改。5、 数控加工利用学院现有数控加工设备加工该产品的各零件，加工步骤如下：A、 准备加工机床，并检查机床各部件的运行情况和运动精度。必要时利用水平仪和千分表检测机床导轨和主轴精度。B、 准备所需要的工、

7、夹、量具等工具设备，并进行一定的精度检查。若需要专用工、夹、量具，还应特别制作。在此因时间原因不提倡采用专用工、夹、量具。C、 检查NC代码程序。包括检查程序的格式、主轴转速、切削速度、换刀方式等的设置有无错漏等。D、 将生成的NC代码程序传输到数控机床进行加工。加工中应密切注意加工情况，一旦出现危险情况应紧急停止，以防出现伤害意外。加工后应注意收拾工具、机床回位和清理机床。6、 编写毕业设计（论文）说明书根据记录和总结整个设计过程，编写毕业设计（论文）说明书，要求不少于10000字。在毕业设计（论文）说明书中要求说明的内容如下：A、 采用何种CAD/CAM软件或CAD软件绘制该产品的各零部件

8、图，为什么？B、 工艺设计时如何确定加工方案和工艺流程，如何选择加工机床和工、夹、量具等工具设备，以及确定走刀路径、切削速度、加工余量、主轴转速和切削液等加工参数的方法和计算过程。C、 生成NC代码程序时的后置处理方式，选择的后置处理器名称，现有加工机床数控系统和代码格式要求以及修改代码的大致过程；D、 向数控机床传输NC代码程序的方式和传输参数的设置；E、 数控加工过程中有必要说明的情况；F、 附列零部件的NC代码程序。四、数控机床的介绍2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率

9、是58，目前预计是1520之间。目前世界最大的三家厂商是：日本法拉克、德国西门子、日本三菱等等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。 华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。 我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统上。 （一）、 什么是数控机床 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的

10、形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后1015年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大

11、力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。， 近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭， 例如：新泻铁工所。（二） 数控设备的发展方向智能化网络化高速高精度（三）、 数控系统的构成显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器（四）、 机床精度1、 机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。2、 机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准IS

12、O标准、国标GB，国标和国际标准差不多。3、 看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。4、 加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。（五）、目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错，目前效益良好，年产

13、600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。2、2003年，德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右3、2002年，日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。4、韩国大宇在山东青岛投资建厂，目前生产能力不知。5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。（六）、数控机床刀具及其正确选用 数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加

14、工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量

15、。数控加工常用刀具的种类及特点数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。1.数控刀具的分类根据刀具结构可分为：整体式； 镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具； 硬质合金刀具；金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。 为了适应数

16、控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%40%，金属切除量占总数的80%90%。 2. 数控刀具的特点数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控加工刀具的选择 ：刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及

17、其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加

18、工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工

19、中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻 ；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。加工过程中切削用量的确定合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精

20、加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.60.9)d。切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v

21、的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上。 主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度Vf。VF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调

22、整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。（七）、数控加工工艺路线的设计 数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别，在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般

23、都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与普通加工工艺衔接好。 数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题： 1、工序的划分根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：（1）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的工件，加工完后就能达到待检状态。（2）以同一把刀具加工的内容划分工序。有些工件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等。此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。 （3）以加工部位划分工

24、序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。（4）以粗、精加工划分工序。对于经加工后易发生变形的工件，由于粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。2、顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑；（2）先进行内腔加工，后进行外形加工；（3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换

25、刀次数与挪动压板次数； 3、数控加工工艺与普通工序的衔接数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据（八）、零件毛坯的选择材料的成形过程是机械制造的重要工艺过程。机器制造中，大部分零件是先通过铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制成的。毛坯的选择，对

26、机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机械设计和制造中的关键环节之一。通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。例如，零件采用ZL202、HT200、QT600-2等，显然其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢、LD7等常采用锻压成形；零件采用Q235、08钢等板、带材，则一般选用切割、冲压或焊接成形；零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法；零件采用陶瓷，则应选用陶瓷成形方法。反之，在选择毛坯成形方法时，除了考虑零件结构工艺性之外，还要考虑材料的工艺性能能否符合要求。毛坯选择的原则，应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低生产成本，使产品在市场上具有竞争能力。1.

27、工艺性原则零件的使用要求决定了毛坯形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形成了相应的毛坯成形工艺要求。零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量，和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上。对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰口铸铁零件；避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金等再结晶速度较低的材

28、料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件等等。选择毛坯成形方法的同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰口铸铁，否则难以切削加工。一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛坯，既要考虑各种成形方案结合的可能性，也需考虑这些结合是否会影响机械加工的可加工性。2. 适应性原则在毛坯成形方案的选择中，还要考虑适应性原则。既根据零件的结构形状、外形尺寸和工作条件要求，选择适应的毛坯方案。例如，对于阶梯轴

29、类零件，当各台阶直径相差不大时，可用棒料；若相差较大，则宜采用锻造毛坯。形状复杂和薄壁的毛坯，一般不应采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，通常不采用模锻、压力铸造和熔模铸造，多数采用自由锻、砂型铸造和焊接等方法制坯。零件的工作条件不同，选择的毛坯类型也不同。如机床主轴和手柄都是轴类零件，但主轴是机床的关键零件，尺寸形状和加工精度要求很高，受力复杂且在长期使用过程中只允许发生很微小的变形，因此要选用具有良好综合力学性能的45钢或40Cr，经锻造制坯及严格切削加工和热处理制成；而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰口铸铁件为毛坯，经简单的切削加工即可完成，不需要热处理。再如内燃机曲轴在工作过程中承受很大

30、的拉伸、弯曲和扭转应力，应具有良好的综合力学性能，故高速大功率内燃机曲轴一般采用强度和韧性较好的合金结构钢锻造成形，功率较小时可采用球墨铸铁铸造成形或用中碳钢锻造成形。对于受力不大且为圆形曲面的直轴，可采用圆钢下料直接切削加工成形。3. 生产条件兼顾原则毛坯的成形方案要根据现场生产条件选择。现场生产条件主要包括现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展而采用较先进的毛坯制造方法。为此，毛坯选择时，应分析本企业现有的生产条件，如设备能力和员工技术水平，尽量利用现有生产条件完成毛坯制造任务。若现有生产条件难以满足要求时，则应考虑改变零件材料和（或）毛坯成

31、形方法，也可通过外协加工或外购解决。4. 经济性原则经济性原则就是使零件的制造材料费、能耗费、工资费用等成本最低。在选择坯件的类型和具体的制造方法时，应在满足零件使用要求的前提下，把几个预选方案作经济性比较，从中选出整体生产成本低廉的方案。一般，选择毛坯的种类和制造方法时，应使毛坯尺寸、形状尽量与成品零件相近，从而减少加工余量，提高材料的利用率，减少机械加工工作量。但是毛坯越精确，制造就越困难，费用也越高。因此，生产纲领大时，应采用精度高、生产率高的毛坯制造方法，这时虽然一次投资较大，但增大的毛坯制造费用可由减少的材料消耗及机械加工费用得到补偿。一般的规律是，单件小批生产时，可采用手工砂型铸造

32、、自由锻造、手工电弧焊、板金钳工等成形方法，在批量生产时可采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或其他自动焊接方法和板料冲压等成形方法制造毛坯。5. 可持续性发展原则环境恶化和能源枯竭已是21世纪人类必须解决的重大问题，在发展工业生产的同时，必须考虑环保和节能问题，不能干圈一块厂房，毁一片山林的蠢事。在工艺流程设计中应考虑可持续发展的原则，应保护子孙后代的生存环境。必须做到：1）尽量减少能源消耗，在制定工艺流程中应考虑选择能耗小的成形方案，并尽量选用低能耗成形方法的材料，合理进行工艺设计，尽量采用净成形、净终成形的新工艺。2）不使用对环境有害和会产生对环境有害物质的材料，采用加工废弃物少、容易再生处理

33、、能够实现回收利用的材料。3）少用或不用煤、石油等直接作为加热燃料，避免排出大量CO2气体，导致地球温度升高。（九）、数控机床加工程序编程方法正确的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全、可靠、高效地工作。数控加工程序的编制过程是一个比较复杂的工艺决策过程。一般来说，数控编程过程主要包括：分析零件图样、工艺处理、数学处理、编写程序单、输入数控程序及程序检验，典型的数控编程过程如图所示。 数控编程步骤：加工工艺决策 在数控编程之前，编程员应了解所用数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。根据零件形

34、状尺寸及其技术要求，分析零件的加工工艺，选定合适的机床、刀具与夹具，确定合理的零件加工工艺路线、工步顺序以及切削用量等工艺参数，这些工作与普通机床加工零件时的编制工艺规程基本是相同的。 1.确定加工方案 此时应考虑数控机床使用的合理性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。 2.工夹具的设计和选择 应特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间。使用组合夹具，生产准备周期短，夹具零件可以反复使用，经济效果好。此外，所用夹具应便于安装，便于协调工件和机床坐标系之间的尺寸关系。 3.选择合理的走刀路线 合理地选择走刀路线对于数控加工是很重要的。应考虑以下几个方面： (1)尽量缩短走刀路线，减

35、少空走刀行程，提高生产效率。 (2)合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。 (3)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求。 (4)保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的干涉。 (5)有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量。 4.选择合理的刀具 根据工件材料的性能、机床的加工能力、加工工序的类型、切削用量以及其它与加工有关的因素来选择刀具，包括刀具的结构类型、材料牌号、几何参数。 5.确定合理的切削用量 在工艺处理中必须正确确定切削用量。 刀位轨迹计算 在编写NC程序时，根据零件形状尺寸、加工工艺路线的要求和定义的走刀路径，在适当的工件坐标系上计算零件与刀具

36、相对运动的轨迹的坐标值，以获得刀位数据，诸如几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、几何元素的交点或切点等坐标值，有时还需要根据这些数据计算刀具中心轨迹的坐标值，并按数控系统最小设定单位（如 0.001mm）将上述坐标值转换成相应的数字量，作为编程的参数。 在计算刀具加工轨迹前，正确选择编程原点和工件坐标系是极其重要的。工件坐标系是指在数控编程时，在工件上确定的基准坐标系，其原点也是数控加工的对刀点。 工件坐标系的选择原则为: (1)所选的工件坐标系应使程序编制简单； (2)工件坐标系原点应选在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置； (3)引起的加工误差小。编制或生成加工程序清单 根据制定的加工路

37、线、刀具运动轨迹、切削用量、刀具号码、刀具补偿要求及辅助动作，按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求，编写或生成零件加工程序清单，并需要进行初步的人工检查，并进行反复修改。程序输入 在早期的数控机床上都配备光电读带机，作为加工程序输入设备，因此，对于大型的加工程序，可以制作加工程序纸带，作为控制信息介质。近年来，许多数控机床都采用磁盘、计算机通讯技术等各种与计算机通用的程序输入方式，实现加工程序的输入，因此，只需要在普通计算机上输入编辑好加工程序，就可以直接传送到数控机床的数控系统中。当程序较简单时，也可以通过键盘人工直接输入到数控系统中。数控加工程序正确性校验 通常所编制的加工程序必须

38、经过进一步的校验和试切削才能用于正式加工。当发现错误时，应分析错误的性质及其产生的原因，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止（十）、数控加工中心的基本指令数控程序由若干条单节指令构成，程序名由Q_(即后加4位数字)组成。1） 单字节指令格式形式：N_G_X_Y_Z_R_F_S_T_M_其中：N_段号，后接二位或三位数字构成，仅在起始段单节出现。G_ 准备机能，后接两位数字构成。X,Y,Z：坐标值，有公制与英制两种，有G指令指定。 R_半径值，当圆弧小于180度时为正。F_进给速度。S-主轴转速。T-刀具代码，后接两位数字，从刀库中选择刀具指令。M_辅助指令，后接两位

39、数字组成。2）G代码（见附录代码表）G代码为准备功能代码，它可以用于确定机床的运行状态，动作方式等功能。(1) G54-G59 工作坐标系设定 可设定六个工件坐标系供选择，每个坐标系相对机械原点的位置通过面板设定。 (2) G20,G21 G20:英值输入；G21：公制输入；开机默认值为公制，在程序中用G20(G21)来实现英，公值转换。(3) G90,G91G90: 绝对值指令。G91：增量值指令。(4) G17,G18,G19 坐标平面选择指令G17：XP YP平面指定G18：ZP XP平面指定G19：YP ZP平面指定(5) G00快速定位指令格式：G00X_Y_(Z_)若一旦指定了G0

40、1,G02或G03，则G00便无效。(6) G01直线切削是以设定的速度从现在的位置移止下一位置。指令格式：G00X_Y_F_;(7) G02,G03圆弧切削。G02为顺时针切削,G03为逆时针切削。指令格式：G00X_Y_R_F_;或X_Y_I_J_F_;其中，R_半径值，当圆弧小于180度时，R为正，反之为负。(8) 刀具半径补偿G41:刀具前进方向左偏；G42:刀具前进方向右偏；G41:刀偏取消。 注意：刀偏指令起始段或取消段，只能用G00或G01指令，不能用G02或G03指令。因为在这两段中刀偏轨迹是个过渡过程。3）M代码M代码为辅助功能代码，主要用于控制与机床有关的开，关动作。G码一

41、览表G指令组别功 能G0001定位（快速移动）G0101直线插补（切削进给）G0201圆弧插补/螺旋线CW(顺时针)G0301圆弧插补/螺旋线CCW(逆时针)G0400暂停G1702XY平面选择G1802ZX平面选择G1902YZ平面选择G2800返回参考点G2900从参考点返回G7006英制输入G7106公制输入G4007取削刀尖R补偿G4107刀尖R补偿（左）G4207刀尖R补偿（右）G5200设置局部坐标系G5300选择机床坐标系G54*14选择工作坐标系1G5514选择工作坐标系2G5614选择工作坐标系3G5714选择工作坐标系4G5814选择工作坐标系5G9003绝对命令G9103

42、增量命令G9200建立工件坐标系G9405每分进给G9505每转进给G9810在固定循环中返回到初始点G9910在固定循环中返回到R点注1：除G00组以外的指令为模态指令。 注2：在G功能后面标有“*”号的指令，是指开机时，CNC具有的工作状态。注3：G00组指令为一次性指令,即只在其指令的程序段中有效M_代码一览表M代码功 能M代码功 能M00程序停止M19主轴定位M01选择性程序停止M20主轴定位解除M02程序结束M30程序结束及返回M03主轴正转M48切削进给率调整有效M04主轴反转M49切削进给率调整无效M05主轴停止M50钻头中心切削液ONM06自动换刀M54高压力切削液ONM08切

43、削液ONM56高压力切削液OFFM09切削液OFFM70作业结束灯M13主轴正转,切削液ONM98调子程序M14主轴反转,切削液ONM99子程序返回数控编程设计课题课题1数控铣削编程铣凸轮已知：毛坯直径为127mm，毛坯高度为22mm，材料为45#钢，要求：加工成如下图所示的零件，数量1，工时定额5 h，技术等级高级。产品图形：1.凸轮图样2.加工工艺2.1 工艺分析由于零件毛坯直径为127mm，首先用电磁吸盘吸住毛坯将毛坯直径加工到125。编程原点设在工件的圆上，起刀点的位置设在坐标为（150，0，50）的位置。主要加工内容有：以圆心为中心的25mm.30mm的凸台，以及一条宽度15mm，深

44、度10mm的凸轮且凸轮的半径与圆心的尺寸偏差js 9.如零件图XKG01所示，零件结构简单,包含了平面，圆弧，内外轮廓，挖槽，钻孔和忽孔且大部分尺寸达到IT8IT7的精度。 工件选用机用平口钳装夹，固定钳口,使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度教高的平行垫块（注意垫块厚度与宽度适当，25孔正下方，不能放置垫块），利用木锤或铜锤敲击工件。工件的X，Y轴零点位于工件上表面的中心位置。根据图样要求加工零件，粗铣，半精铣和精铣时使用同一加工程序，只需调整刀具参数分3次调用相同的程序加工即可，精加工时按12mm装立铣刀。根据零件图要求给出工件加工工序为：1. 钻中心孔。2. 钻

45、削12mm，24mm和工艺孔。3. 镗削25mm孔。4. 粗削凸轮。5. 半精铣凸轮。6. 精铣凸轮。宿州职业技术学院毕业设计2.2 工艺卡片（卡片表格一定要清晰，字号不要太大，最多五号字体）加工步骤刀具与切削参数序号加工内容刀具规格类型主轴转速（n/rmin）进给速度（/mmmin）1打中心孔A2.5中心钻1200602钻削12mm,24mm和工艺孔12mm24mm直柄麻花钻。300303铣削25mm孔2228mm的镗刀。200304铣削30mm孔20mm立铣刀8001005粗削凸轮12mm立铣刀800306半精铣凸轮12mm立铣刀800307精铣凸轮12mm立铣刀800302.3 刀具清单 见上宿州职业技术学院毕业设计2.4 基点坐标捕捉（务必用截屏图将基点坐标如何得到的过程描述出来！）2.4.1 先绘画2.4.2 再图形平移，使编程原点位于（X0，Y0）处宿州职业技术学院毕业设计2.4.3 通过查询点坐标命令查询点坐标先打开对象捕捉设置，选择端点和交点方式打开“工具查询点坐标”命令宿州职业技术学院毕业设计查询各基点坐标宿州职业技术学院毕业设计2.5加工路线图机械厂机床刀具进给路线图比 例共 页第 页零 件 图 号XKG01